基于常態(tài)化運(yùn)作模式下的遠(yuǎn)程醫(yī)療指導(dǎo)系統(tǒng)架構(gòu).doc

基于VPN常態(tài)化運(yùn)作模式的遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)作系統(tǒng)摘要：充分利用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療工作站技術(shù)，實(shí)現(xiàn)專家可以在任意時(shí)間與地點(diǎn)，協(xié)助基層醫(yī)護(hù)人員在醫(yī)院任意地點(diǎn)，完成病人全過程跟蹤的全方位醫(yī)療診治。這種基于VPN的常態(tài)化運(yùn)作模式，大大提高了應(yīng)急事件響應(yīng)速度。方便靈活的接入方式，擴(kuò)展了基層醫(yī)院對(duì)全國不同醫(yī)療資源的請(qǐng)求，為基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供實(shí)時(shí)的醫(yī)療技術(shù)支持。并大大降低了租用專用線路的運(yùn)行成本。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程醫(yī)療 虛擬專用網(wǎng)一、目前遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)建立方案的局限目前遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的建立方法是，在基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)中建立專用的遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診室。通過專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與專家建立關(guān)系，通過多媒體技術(shù)傳遞視屏、語音、文字、圖像資料，實(shí)現(xiàn)專家與基層醫(yī)務(wù)人員之間的會(huì)診。由于對(duì)病人的診療行為是一個(gè)不斷診斷與治療的過程，診斷過程中需要使用各種醫(yī)療設(shè)備與儀器，并在采集的過程中發(fā)現(xiàn)病人異常體征，如鏡檢類與B超類檢查，若只通過一份基層醫(yī)院提供的，無專家參與得到的檢查結(jié)果報(bào)告，很容易造成誤診。更無法提供病人在治療階段的專家指導(dǎo)。由于受到網(wǎng)絡(luò)與缺少診療過程中的影像交互手段的限制，大大限制了遠(yuǎn)程醫(yī)療的應(yīng)用范圍。在基層醫(yī)院建立遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診室的方式，只能完成部分病種病人的簡單會(huì)診，不能完成專家參與下的病人全診療過程的監(jiān)控與指導(dǎo)，大大降低了遠(yuǎn)程醫(yī)療的作用。由于專用網(wǎng)絡(luò)的限制，只能開展某家大醫(yī)院與幾家基層醫(yī)院之間的遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)作。二、目前寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀前幾年由于公網(wǎng)的速度與安全因素不能滿足遠(yuǎn)程醫(yī)療的應(yīng)用，都使用租用專用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。但由于國家這幾年不斷對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的投入，網(wǎng)絡(luò)提速不斷加快，費(fèi)用不斷下降。目前我們已驚喜的發(fā)現(xiàn)，在寬帶網(wǎng)上已出現(xiàn)了基于1080P超清標(biāo)準(zhǔn)的視屏節(jié)目的播放。由于醫(yī)療指導(dǎo)，特別是手術(shù)指導(dǎo)采集時(shí)，快速變化的運(yùn)動(dòng)圖像少，并大多為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的訪問，網(wǎng)上流量小。在4M寬帶網(wǎng)速下基本滿足了遠(yuǎn)程醫(yī)療對(duì)網(wǎng)速的要求。雖然在偏遠(yuǎn)地區(qū)還不能滿足，但在廣大經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)開始已經(jīng)普及4M以上光纖入戶，已具備了直接通過寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療指導(dǎo)，為基于VPN的常態(tài)化運(yùn)作模式打下基礎(chǔ)。三、VPN虛擬專用網(wǎng)絡(luò)1虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network ，簡稱VPN)指的是在公用網(wǎng)絡(luò)上建立專用網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。其之所以稱為虛擬網(wǎng)，主要是因?yàn)檎麄€(gè)VPN網(wǎng)絡(luò)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒有傳統(tǒng)專網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是架構(gòu)在公用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商所提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，如Internet、ATM(異步傳輸模式、Frame Relay （幀中繼）等之上的邏輯網(wǎng)絡(luò)，用戶數(shù)據(jù)在邏輯鏈路中傳輸。它涵蓋了跨共享網(wǎng)絡(luò)或公共網(wǎng)絡(luò)的封裝、加密和身份驗(yàn)證鏈接的專用網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。VPN主要采用了彩隧道技術(shù)、加解密技術(shù)、密鑰管理技術(shù)和使用者與設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)。虛擬專用網(wǎng)的提出就是來解決這些問題：(1)使用VPN可降低成本通過公用網(wǎng)來建立VPN，就可以節(jié)省大量的通信費(fèi)用，而不必投入大量的人力和物力去安裝和維護(hù)WAN(廣域網(wǎng))設(shè)備和遠(yuǎn)程訪問設(shè)備。(2)傳輸數(shù)據(jù)安全可靠虛擬專用網(wǎng)產(chǎn)品均采用加密及身份驗(yàn)證等安全技術(shù)，保證連接用戶的可靠性及傳輸數(shù)據(jù)的安全和保密性。(3)連接方便靈活用戶如果想與合作伙伴聯(lián)網(wǎng)，如果沒有虛擬專用網(wǎng)，雙方的信息技術(shù)部門就必須協(xié)商如何在雙方之間建立租用線路或幀中繼線路，有了虛擬專用網(wǎng)之后，只需雙方配置安全連接信息即可。(4)完全控制虛擬專用網(wǎng)使用戶可以利用ISP的設(shè)施和服務(wù)，同時(shí)又完全掌握著自己網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。用戶只利用ISP提供的網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)于其它的安全設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)管理變化可由自己管理。在企業(yè)內(nèi)部也可以自己建立虛擬專用網(wǎng)。以上技術(shù)使用到遠(yuǎn)程醫(yī)療協(xié)助網(wǎng)上，大大降低運(yùn)行成本，方便各醫(yī)院之間，基層醫(yī)院與專家之間的連接與溝通。打破了1+N，或N+N的傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)模式。四、基于VPN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總體規(guī)劃通過VPN遠(yuǎn)程訪問技術(shù)與醫(yī)院的VPN服務(wù)器，將醫(yī)院局網(wǎng)與公網(wǎng)鏈路溝通，使專家的咨詢指導(dǎo)專家不再受地域限制。在基層醫(yī)院中改造基層醫(yī)院手術(shù)室，引入遠(yuǎn)程醫(yī)療移動(dòng)工作站，使遠(yuǎn)程醫(yī)療行為深入基層醫(yī)院病房、ICU、手術(shù)室、醫(yī)技科室等部門。診療專家可以在科室、會(huì)診中心、在寬帶的涉及的地點(diǎn)（家中、酒店）進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療指導(dǎo)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)、遠(yuǎn)程檢查指導(dǎo)等多項(xiàng)服務(wù)。專家不再會(huì)因?qū)＞W(wǎng)地域限制專家參與醫(yī)療指導(dǎo)，專家可以在任何地點(diǎn)、任意時(shí)間進(jìn)行醫(yī)療指導(dǎo)。不再限于專用網(wǎng)內(nèi)的專家，可以邀請(qǐng)國內(nèi)乃至國外同行進(jìn)行基層醫(yī)院醫(yī)療指導(dǎo)，特別是對(duì)退休在家的專家提供了發(fā)揮余熱的平臺(tái)。不再限于在遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診室進(jìn)行手術(shù)教學(xué)，各類醫(yī)護(hù)人員，醫(yī)學(xué)院學(xué)生都可以通過寬帶網(wǎng)登錄到遠(yuǎn)程醫(yī)療網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場或錄像觀摩手術(shù)示教。病人或醫(yī)護(hù)人員通過遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)網(wǎng)站，對(duì)疑難病癥進(jìn)行求助，開展探討，征求最佳治療方案。VPN服務(wù)器五、硬件建設(shè)方案1、專家會(huì)診室：提供專家會(huì)診場所，通過VPN虛擬網(wǎng)與基層醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)。通過遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)控制完成視屏、語音等信息傳遞。2、手術(shù)示教室：為基層醫(yī)院與各種醫(yī)學(xué)院學(xué)生提供手術(shù)現(xiàn)場。將通過帶有云臺(tái)的高清攝像頭現(xiàn)場播放或錄制手術(shù)過程，并通過語音系統(tǒng)錄入專家手術(shù)教學(xué)語音。3、基層醫(yī)院遠(yuǎn)程手術(shù)室：在縣級(jí)醫(yī)院手術(shù)室中，配備帶有云臺(tái)的高清攝像頭與語音系統(tǒng)，實(shí)時(shí)將手術(shù)現(xiàn)場視屏、語音與遠(yuǎn)程專家溝通，得到遠(yuǎn)程專家的醫(yī)療技術(shù)指導(dǎo)。4、移動(dòng)接入車：在縣鄉(xiāng)級(jí)醫(yī)院中，配置移動(dòng)推車，配備帶有萬向臂的高清攝像頭、醫(yī)療設(shè)備視屏接入、語音、電子聽診器，接入醫(yī)院信息網(wǎng)。在醫(yī)院各科室（手術(shù)室、胃鏡室、B超室、CT室、病房等），實(shí)時(shí)將病人情況、檢查過程情況的影像、設(shè)備視屏、語音、信息資料傳遞給遠(yuǎn)程專家?；鶎俞t(yī)護(hù)人員在遠(yuǎn)程專家的全程指導(dǎo)下，進(jìn)行全方位的醫(yī)療服務(wù)。5、VPN服務(wù)器：基層醫(yī)院搭建VPN遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)器，建立公網(wǎng)與基層醫(yī)院局網(wǎng)的聯(lián)通。六、移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療工作站設(shè)備分析1、設(shè)備集成：為了充分利用現(xiàn)有基層醫(yī)院設(shè)備，減少投資成本。移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療工作站，應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)、高清攝像、醫(yī)院主要設(shè)備與醫(yī)院系統(tǒng)接入功能。主要設(shè)備配置如下：移動(dòng)推車、高清攝像頭、萬向臂、燈光照明、計(jì)算機(jī)、顯示器、視屏采集卡、音響、耳 麥、電子聽診器、配電系統(tǒng)等。萬向臂：一端固定在移動(dòng)推車上，一端固定高清攝像頭與照明燈光。長度在1.2至1.5米之間，由基層醫(yī)護(hù)人員操作。可以365度方位與上下調(diào)整攝像頭，以適應(yīng)各種場合的使用。高清醫(yī)用攝像頭：它是專家的眼睛，要求具有高清晰度，高分辯率，可自動(dòng)對(duì)焦，可調(diào)整分辯率，具有拉近與推遠(yuǎn)操作功能，有效像素1920x1080。視屏解碼器：多視屏解碼器，接入高清攝像頭與其它醫(yī)療設(shè)備視屏信號(hào)，負(fù)責(zé)將數(shù)字視頻進(jìn)行壓縮或者解壓縮。醫(yī)用顯示器：帶觸摸功能，尺寸20.1英寸，分辯率1600x1200。用來顯示放射、CT等圖像信息。醫(yī)護(hù)人員可以方便使用觸摸屏操作遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)。其它配置：計(jì)算機(jī)、音響、耳麥、電子聽診器、配電。移動(dòng)推車：帶有止動(dòng)裝置的移動(dòng)推車，加載固定上述設(shè)備，可調(diào)整操作板與顯示器高度。移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療工作站由于使用在基層醫(yī)院內(nèi)部，可以不用需要無線接入與不間斷電源。由于使用了高清醫(yī)用攝像頭，可以考慮不配置膠片掃描器。2、系統(tǒng)功能：接入功能：可通過網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)程專家視屏信息；通過采集卡接入醫(yī)療設(shè)備圖像信息；通過采集卡接入移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療工作站的攝像信息；通過其它傳感器接入醫(yī)院心電等醫(yī)療設(shè)備。圖像與顯示：多路圖像（遠(yuǎn)程專家圖像、攝像實(shí)時(shí)采集圖像、視屏接入圖像與PACS系統(tǒng)圖像）轉(zhuǎn)切與多路圖像顯示，具有錄像、照像與回放功能。并可以對(duì)回放視屏進(jìn)行暫停、繼續(xù)、快進(jìn)、快退、慢進(jìn)、慢退等操作?？梢燥@示醫(yī)院系統(tǒng)的DICOM圖像，并進(jìn)行分析?？梢燥@示醫(yī)院系統(tǒng)的病人其它信息資料。顯示信息傳遞：可將上述攝像、視屏圖像等多路圖像等信息實(shí)時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給專家。由于帶寬的限制，只能接收一路高清圖像顯示。系統(tǒng)提供專家可操作圖像轉(zhuǎn)接功能。語音功能：可支持多路語音混響與錄音功能，支持電子聽診器音響的播放功能。網(wǎng)絡(luò)接入：將醫(yī)院中的影像系統(tǒng)中病人的基本信息、圖像、病歷與文字等信息接入到系統(tǒng)中，供遠(yuǎn)程專家調(diào)閱。網(wǎng)絡(luò)延時(shí)處理：由于有些醫(yī)療處置交互實(shí)時(shí)性強(qiáng)，在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞時(shí)會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)造成專家指導(dǎo)失誤。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)與專家指導(dǎo)系統(tǒng)需要定期調(diào)整時(shí)間，保證時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行圖像傳遞時(shí)，不斷提示給專家當(dāng)前接收?qǐng)D像的時(shí)差。七、應(yīng)用前景效果分析1、突發(fā)事件處理在當(dāng)代社會(huì)中突發(fā)事件時(shí)有發(fā)生：如車禍、煤礦事件等。突發(fā)事件中的病人轉(zhuǎn)到基層醫(yī)院后，需要進(jìn)行各種手術(shù)與其它處置。由于基層醫(yī)務(wù)人員水平與能力有限，無法進(jìn)行復(fù)雜手術(shù)與處置。通過此套遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，調(diào)用各地權(quán)威專家進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。極大提高了突發(fā)事件中病人搶救速度。2、手術(shù)中的事件處理如某病人診斷為肝囊腫，手術(shù)開刀后發(fā)現(xiàn)患者為癌變病人，基層醫(yī)生無法完成。在取得患者親屬同意后，調(diào)用網(wǎng)上專家進(jìn)行實(shí)時(shí)手術(shù)指導(dǎo)。若沒有這套系統(tǒng)，有時(shí)病人躺在手術(shù)臺(tái)上幾個(gè)小時(shí)等遠(yuǎn)程專家到場指導(dǎo)，或重新縫合轉(zhuǎn)大醫(yī)院治療。為此加大了病變轉(zhuǎn)移等危險(xiǎn)，病人為此承受重大痛苦。3、疑難患者全過程跟蹤由于使用了這套遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，使專家可以參與病人的全過程跟蹤治療。如一個(gè)胃癌病人，可以在遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)下進(jìn)行胃鏡活檢取樣、在專家的指導(dǎo)下進(jìn)行切片病檢。再根據(jù)胃鏡與切片結(jié)果與當(dāng)?shù)蒯t(yī)院醫(yī)療條件，決定是否轉(zhuǎn)院治療或在當(dāng)?shù)?，在專家遠(yuǎn)程參與下進(jìn)行手術(shù)。基于移動(dòng)工作站的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的醫(yī)療行為，將有助于提高基層醫(yī)院疑難病歷的診斷率、減少病人死亡率、減輕